经验参数法在后注浆灌注桩工程中应用与分析

胡凯锋 汪旭涛

(1.中国地震局地震研究所，湖北武汉 430071;2.武汉地震工程研究院有限公司，湖北武汉 430071)

0 引言

后注浆灌注桩在当今工程中运用较广泛，武汉地区绝大部分高层建筑的桩基础采用的是后注浆钻孔灌注桩。然而，桩基属于隐蔽工程，其质量优劣直接关系到整个建筑的安危。因此，特别是灌注桩的极限承载力的确定将影响到整个建筑物的安全可靠性和经济合理性。

本文主要介绍经验参数法确定后注浆灌注桩的极限承载力，并将其与静载试验进行对比。

1 工程地质概况

泛海国际居住区桂海园位于武汉江汉区，原始地貌属长江冲积一级阶地。根据工程地质勘察报告(详勘)，各土层的工程地质特征见表1。

表1 岩土层工程地质特征表

2 经验参数法计算后注浆灌注桩极限承载力

本工程采用钻孔灌注桩，桩径700 mm，桩长36 m。灌注桩在第②黏土层的深度为8.5 m，在第③粉质黏土与粉土、粉砂互层土层的深度为9.0 m，在第④-1粉细砂层的深度为9 m，在第④-2粉质黏土夹粉土、粉砂层的深度为5 m，桩端持力层为第④-3细中砂层，灌注桩进入该层的深度为4.5 m。用经验参数法计算灌注桩极限承载力。

其中，Quk为后注浆灌注桩极限承载力标准值;u为钻孔灌注桩周长;lj为后注浆非竖向增强段第j层土的厚度;lgi为后注浆竖向增强段内第i层土的厚度，对于钻孔灌注桩，当为单一桩端后注浆时，竖向增强段为桩端以上12 m;qsik，qsjk，qpk分别为后注浆竖向增强段第i层土初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j层土初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值;βsi，βp分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数;Ap为桩端横截面面积。

依据JGJ 94-2008建筑桩基技术规范，用经验参数法计算的后注浆钻孔灌注桩竖向极限承载力标准值为3 205.9 kN。

3 单桩竖向静荷载试验及极限承载力

3.1 单桩竖向静荷载试验

试验采用慢速维持荷载法，利用混凝土预制块配重平台提供满足试验要求的反力。通过电动液压泵、千斤顶加载，荷载值由精密压力表测量，依千斤顶率定曲线换算得出。其中4个对称放置的大量程百分表测读沉降，用以观测被检单桩的沉降变形，百分表由磁性表座固定于基准梁上。压重平台支座墩边与桩中心距不小于2.0 m，试桩与基准桩中心距离不小于2.0 m。示意图见图1。

图1 单桩竖向静载试验示意图

3.2 钻孔灌注桩竖向极限承载力

在此场地对3根试桩进行静载试验，Q—S曲线见图2～图4。

图2 1号试桩静载试验Q—S曲线

图3 2号试桩静载试验Q—S曲线

通过单桩竖向静载荷试验，从Q—S曲线图可以看出，3根试桩的单桩竖向极限承载力取Q—S曲线陡降段的前一级荷载，分别为:4 500 kN，4 500 kN，4 000 kN。其平均值为(4 500+4 500+4 000)/3=4 333.3 kN。依据GB 50007-2011建筑地基基础设计规范有关条款规定:3根试桩竖向极限承载力的极差均小于平均值(4 333.3 kN)的30%，可以确定单桩竖向极限承载力标准值:Quk=4 333.3 kN。

图4 3号试桩静载试验Q—S曲线

4 结语

用经验参数法计算得出的钻孔灌注桩的竖向极限承载力比单桩竖向静载荷试验确定的极限承载力小26.0%。

GB 50007-2011建筑地基基础设计规范相关条文规定可用经验参数法计算后压浆灌注桩竖向极限承载力，但根据以上工程实例，经验参数法计算的结果可能偏小，还应做钻孔灌注桩竖向静载荷试验，由试验得出竖向极限承载力的平均值作为标准极限承载力。否则，在实际工程中会由于设计过于保守而造成浪费，不符合经济合理的原则。

［1］GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［2］JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范［S］.

［3］贾建新，慈 军.后注浆法钻孔灌注桩在建筑桩基施工中的应用［J］.山西建筑，2012，38(4)：89-90.